脑内胆碱能系统缺陷在老年性痴呆当中起了重要的作用,在老年性痴呆的发病机制中胆碱能损伤学说是目前公认的一个学说,而且胆碱能细胞损失的程度和老年性痴呆病理改变有关,在老年性痴呆的病理过程当中基底前脑区的胆碱能神经元丢失,乙酰胆碱酯酶活性和胆碱乙酰转移酶降低就会导致乙酰胆碱的运输合成摄取释放下降,学习记忆能力减退,这被认为是衰老性老年痴呆症的重要原因。
通过一些室检和脑的活检检查也发现前脑基底核内胆碱能神经元有70%到80%变性导致死亡,抽搐前乙酰胆碱合成,乙酰胆碱酯酶和胆碱乙酰转移酶活力下降会导致胆碱摄取能力下降,老年性痴呆患者脑活检中皮质,胆碱乙酰转移酶下降和老年斑数目有关,所以认定胆碱能系统的损伤和老年痴呆密切相关。